細(xì)胞固定化技術(shù)的載體

載體的一般要求

微生物的附著固定和生長(zhǎng)代謝都很大程度上受到載體材料的影響，微生物量的多少也與材料的結(jié)構(gòu)有關(guān)。因此固定化載體的制備是微生物固定化技術(shù)關(guān)鍵影響因素。

耐用型固定化微生物細(xì)胞小球的制作對(duì)固定化載體有較多的技術(shù)和質(zhì)量要求，通常理想的固定化載體材料具有以下特征：（1）固定化操作方便，成型快；（2）載體材料對(duì)微生物無(wú)毒害作用，反應(yīng)溫和；（3）載體細(xì)胞活性強(qiáng)，單位容積內(nèi)固定化微生物密度大；（4）固定化小球強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性好；（5）傳質(zhì)性能好，對(duì)反應(yīng)物和生成物的擴(kuò)散阻力�。唬�6）耐微生物分解，使用時(shí)間長(zhǎng)和重復(fù)使用次數(shù)多；（7）載體原材料廣泛而且成本低廉。

載體材料的影響因素

一般情況下，固定化的速率受載體材料表面粗糙度和電荷的影響，載體材料的表面粗糙度越大，微生物的附著越穩(wěn)定；同時(shí)載體材料表面的空隙能較好地保護(hù)微生物受水力負(fù)荷的損害。研究表明微生物表面一般帶負(fù)電荷，使用表面帶正電荷的材料作為固定化載體能中和微生物表面的負(fù)電荷，可加速固定化速度，在液相中易于微生物向載體表面的傳輸。

載體材料的分類

固定化載體材料的種類有很多，應(yīng)用較為普遍的有：天然載體材料、合成高分子載體材料、人造無(wú)機(jī)載體材料、復(fù)合載體材料等。

（1）天然載體材料

天然載體材料包括天然無(wú)機(jī)載體材料和天然有機(jī)載體材料兩大類。其中，利用沙粒、沸石、硅藻土等制作為天然無(wú)機(jī)載體材料，此類載體在水中不易流化，因而表面積較小，吸附的微生物量少，因而一般作為輔助材料。天然有機(jī)載體材料主要利用瓊脂、海藻酸鹽等天然多糖類材料，這些材料均具有良好的生物相容性、反應(yīng)溫和性、無(wú)毒性，多在研究和應(yīng)用中被選用，本實(shí)驗(yàn)所用的正是海藻酸鹽。但天然有機(jī)載體的缺陷是其制作固定化小球其強(qiáng)度穩(wěn)定性較低，傳質(zhì)能力差，且易被微生物分解，故使用壽命較短，因此需及時(shí)更新制備，以補(bǔ)充降解所耗。

（2）合成高分子有機(jī)載體材料

在實(shí)驗(yàn)和研究中常采用的是聚乙烯醇（PVA）、聚乙二醇（PEG）、聚氨酯（PU）等作為原材料。此類載體材料對(duì)微生物無(wú)毒害作用，反應(yīng)溫和，可提高微生物的存活率，相比于天然的載體材料，此類載體材料更不易被微生物降解，使用壽命更長(zhǎng)，因此人們選用合成的高分子載體較多。

（3）人工制造的無(wú)機(jī)載體材料

此類載體材料利用的是人為制造的微孔結(jié)構(gòu)將微生物進(jìn)行固定，由此提高了載體中的微生物弄高度，從而達(dá)到更好的水處理效果。

常見(jiàn)的人造無(wú)機(jī)載體有活性炭、多孔陶瓷、微孔玻璃、泡沫金屬等。這些材料對(duì)于微生物的毒性較低，機(jī)械穩(wěn)定性較高，因此提高了微生物對(duì)于廢水的耐受性，同時(shí)由于他們不會(huì)被微生物所降解，因此使用壽命一般比較長(zhǎng)。

（4）復(fù)合載體材料

由于有機(jī)載體材料和無(wú)機(jī)載體材料各有有缺點(diǎn)，而兩類材料在許多性能方面互補(bǔ)，因此，利用組成和結(jié)構(gòu)可調(diào)控的有機(jī)聚合物對(duì)傳統(tǒng)無(wú)機(jī)載體材料進(jìn)行改性修飾，制備兼具二者優(yōu)良特性的負(fù)荷載體用于微生物固定化研究，受到了眾多學(xué)者的青睞。

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